夜读 vol.265
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- 选本好书，让生活松弛有度
我们的眼睛、耳朵和鼻子等器官本质上都是即插即用的外部设备，只要有大脑，人类就可以塑造一个新的身体。全书围绕这一颠覆性的科学事实，为我们呈现了脑科学研究成果在神经科学、医疗、教育和AI领域的精彩实践，并为脑科学未来的探索方向与广泛应用绘制了前瞻性的蓝图，也因此获得普利策奖提名。
本文摘录自《粉红色柔软的学习者》
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我们一直在讨论这一系列的错觉都是大脑适应的结果，但还可以从另一个角度看待它们，即把它们看作一种预测。如果你的大脑会减掉一些因素，如瀑布的倾泻而下、船的摇晃或隐形眼镜片上的图案等，也相当于它预测了这些现象的持续存在。当大脑调整回路时，它会预测下一刻世界的样子，并停止关注那些它认为会持续存在的事情。你的视网膜血管网被视而不见，恰恰说明你的视觉系统预测它们将一直处于那个位置，所以才忽略了它们。只有当预测与现实不符时，比如突然有一束光从不同的角度照进眼睛，大脑才会在这些新的信息上重新花精力。
大脑不会在每件事上都消耗神经元的能量，它的目标是重新配置神经网络，尽可能减少浪费。
如果大脑可以预测一件事的模式，哪怕只能预测一部分进展，它就不会再对此事大惊小怪，从而节省很多资源。神经系统安静，说明外界现实基本符合大脑的预期，没有太出格。换句话说，大脑对消耗能量很敏感，希望尽可能多地预测将要发生的一切，这样它就不需要消耗太多能量去处理意料之中的事情。沉默是金。虽然很多神经科学家都认为神经元的活动是大脑对外界事物的理解，但事实恰恰相反，尖峰信号才是不可预测的、消耗大量能量的部分。那些大脑已经预测到的事，在神经森林里只会表现为一片寂静。
系统只有在感到惊讶时才会进行调整。在你的大脑认为每一块砖的重量都相同时，如果你拿起了一块铅制砖，那么手上不同于预期的重量就会刺激大脑，使其针对新事物进行一连串改变。反之，如果一切都符合大脑的预期，也就没有必要再改变什么了。正如你第一次看到特克斯勒的那些图片时，会注意到那些灰色的色斑；你第一次戴上画有图案的隐形眼镜时，能看到眼前的图案。但是很快大脑就会进行自我调整，不再惊讶于这些刺激。
举另一个例子来说明大脑的预测功能。当人们第一次把新感官腕带（前文提到的我们新感官公司的产品，可将声音转换为皮肤上的振动）戴在手腕上时，他们会惊叹：“天哪！它居然可以听到我的声音！”他们是如此震惊，好像自己说话的声音很难被接收到。其实，你的耳朵会忠实地接收你发出的所有声音，对它来说你自己的声音是所有人发出的声音中最响亮的，毕竟离你的耳朵最近的就是你自己的嘴。然而，正是因为你可以完美地预测自己的声音，所以很难“听到”自己的声音。
佩戴新感官腕带的人还会对其他声音感到惊讶，比如冲马桶的声音、关门的声音，还有自己走路的声音，这些声音由于可被预测（本就是人们自己弄出来的）而经常被忽略。并不是你的听觉系统没有接收到这些声音，而是你的大脑积极地预测了它们的出现。所以直到佩戴了腕带之后，你才会发现这些声音到底有多响亮。至少到目前为止，你的大脑还没学会预测从手腕皮肤上传来的信号。
大脑会积极地重新校准，以尽可能少地耗费能量。但在此过程中，还有个更深层次的原则在起作用，尽管囿于黑暗的颅骨中，大脑仍在努力构建一个外部世界的内部模型。
在家中走动时，你很少会注意周围的环境，因为你已经对家里的布局很熟悉了。相比之下，如果是在一个外国城市开车，想找到去某一家餐厅的路，你就得环顾周围的一切，比如路标、商店名、建筑物的门牌号等。因为你对这里很陌生，不知道往前开会有什么。所以，良好的内部模型是怎样建立的呢？是什么样的神经机制让你能重点关注那些与你预期不符的事，而选择性地忽略那些你已经习以为常的事？
我们将这种机制称为注意。你会去注意突然响起的噪声、轻拂皮肤的东西或者突然在眼前运动的物体。你会使用高分辨率的感受器寻找刺激源，并想办法将刺激整合到你的认知模型中。然后你会明白，哦，原来是除草机突然运转起来了，是猫咪在你身旁蹭来蹭去，是一只苍蝇在眼前乱撞。之后，你的认知模型就更新了。相比之下，你不会去注意脚上穿鞋的感觉，因为你已经形成了“穿着鞋”的内部模型，而且穿着鞋的感觉也一直和模型预测的一致。直到某次你的鞋里多了块鹅卵石，你才会重新注意到脚底的感觉，因为原本“穿着鞋”的模型不包含这种新情况，需要更新。
若想理解学习的特殊机制，就要明白预测与结果之间的差异，即预测很准的情况下，大脑就不会再进行改变。
比如手机“叮”地响一下代表你收到了新信息，大脑会很快记住两者之间的联系，而这很大程度上是因为新信息与你当下的社会生活息息相关。现在，假设你的手机软件更新了，手机在收到新信息时会“叮”的一下外加振动。大脑不会把振动和新信息联系起来，这种机制被称为“阻塞”。既然大脑已经知道“叮”代表新信息，就不需要再学习新的关联了。如果你的手机只是振动一下，没有发出“叮”的声音，大脑就不会明白振动的意思，因为它并没有学习建立这种联系。10只有当我们理解了事情的本质，即大脑的改变只在实际与预期不符时发生，阻塞机制的存在才有意义。
大脑内部建立起有关外部世界的模型，让我们能够做出预测，并快速发现预测是否正确，从而让我们知道应注意何处、应该如何更新认知模型。此项机制也给工程师设计未来机械提供了灵感。几家公司已经开始研发以这种机制运行的设备，从拖拉机到飞机，预设的算法让机器能对将要发生的事件做出最大限度的预测。如果事件与机器算法的预测一致，机器就不必做出改变；只有当输入的事件偏离机器的脚本时，算法才需要更新。
有了这些知识背景，我们就很容易理解药物是如何改变神经系统的了。服药会改变大脑中相关受体的数量，一个人去世后可以通过测量他脑内的分子变化来确定其药物成瘾程度。这也是为什么人们会逐渐对药物脱敏或耐受，因为大脑会预测药物的存在，并调整其受体表达，以便在下一次用药时保持稳定与平衡。后来，大脑开始期待药物的到来，因为在生理上它已经根据预测重新校准了自己。原本的药量在大脑的预测范围之内，所以需要服用更多药物才能达到原本的药效。
停药后戒断反应的生理基础就是大脑的重新校准。大脑对药物的适应性越强，停药时的戒断反应就越大。戒断反应因药物而异，可能是出汗、颤抖或者心情低落。这些症状的出现都是因为大脑预测会到来的药物没来。
在理解了神经预测机制后，人们也许可以明白，“心碎”也是有生理依据的。“你深爱的人已成为你的一部分”，这句话不仅是比喻性的，也是生理性的，因为你已经把爱人看作内部认知模型的一部分，他们的存在重塑了你。在与爱人分手、朋友离开或父母去世后，这些深爱之人的突然缺席会让你的认知模型急剧失衡，使现实与预测产生重大背离。正如哈利勒·纪伯伦（Kahlil Gibran）在著作《先知》（The Prophet）中所言：“爱自分离始知深。”
通过这种方式，大脑保存了你接触过的每个人的“底片”，你与爱人、朋友和父母的记忆都被妥善保存在每个为他们量身定做的格子中。就像下了船会感觉地在摇晃、停药后还想继续服药一样，深爱的人最好一直在你的生活里。而当有人离开你、拒绝你或者去世时，你的大脑就会因期待落空而痛苦。但慢慢地，时间将冲淡一切，大脑会重新适应没有那个人的世界。
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//湛庐文化//
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